volatile

Posted 2022-10-04 gqymy

volatile是轻量级的synchronized，它在多处理器开发中保证了共享变量的“可见性”。可见性的意思是当一个线程修改一个共享变量时，另外一个线程能读到这个修改的值。如果volatile变量修饰符使用恰当的化，它比synchronized的使用和执行成本耕地，因为它不会引起线程上下文的切换和调度

 

volatile的定义和实现原理：

Java编程语言允许线程访问共享变量，为了确保共享变量能被准确和一致地更新，线程应该确保通过排他锁单独获得这个变量。Java语言提供了volatile，如果一个字段被声明成volatile，Java线程内存模型确保所有线程看到这个变量的值是一致的

 

volatile保证可见性：

1：将当前处理器缓存行的数据写回系统内存

      Lock前缀指令导致在执行指令期间，声言处理器的LOCK#信号，在多处理器环境中，LOCK#信号确保在声言该信号期间，处理器可以独占任何共享内存。在部分处理器中，LOCK#信号一般不锁总线，而是锁缓存，锁总线开销的比较大。对于Intel1486和Pentium处理器，在锁操作时，总是在总线上声言LCOK#信号。

在P6和目前的处理器中，如果访问的内存区域已经缓存在处理器内部，则不会声言LOCK#信号。相反，它会锁定这块内存区域的缓存并回写到内存，使用缓存一致性机制来确保修改的原子性，此操作被称为“缓存锁定”，缓存一致性机制会阻止同时修改由两个以上处理器缓存的内存区域数据

2：写回内存的操作会使其他CPU里缓存了该内存地址的数据无效

 

为了提高处理速度，处理器不直接和内存进行通信，而是先将系统内存的数据读到内部缓存后再进行操作，但操作完不知何时会写到内存。如果对声明了volatile的变量进行写操作，JVM就会向处理器发送一条LOCK前缀的指令，将这个变量所在缓存行的数据写回系统内存。但是即使写回到内存，如果其他处理器缓存的值还是旧的，再执行计算操作就会有问题。所以在多处理器下，为了保证各个处理器的缓存是一致的，就会实现缓存一致性协议—每个处理器通过嗅探在总线上传播的数据来检查自己缓存的值是不是过期了，当处理器发现自己缓存行对应的内存地址被修改，就会将当前处理器的缓存行设置成无效状态，当处理器对这个数据进行修改操作的时候，会重新从系统内存中把数据读到处理器缓存里。

 

来自<Java并发编程>